Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência da eletrocoagulação na remoção da demanda química de oxigênio (DQO), turbidez e cor aparente do efluente de incineração gerado em um sistema de limpeza de gases (SLG). A modelagem e otimização das variáveis corrente elétrica (I), tempo de retenção hidráulica (TRH) e distância do eletrodo (DE) também foram realizadas em um reator em batelada utilizando eletrodos de ferro. Foi utilizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) na 23 com um total de 19 ensaios, com correntes elétricas variando de 1A e 5A, tempo de retenção do efluente no reator de 15 a 40 minutos e distância dos eletrodos de 1 e 3 centímetros. Um algoritmo com função de conveniência foi criado para otimizar simultaneamente os parâmetros estudados. O tratamento da GCS por eletrocoagulação foi satisfatório na remoção de turbidez, cor aparente e DQO, com eficiência máxima de remoção acima de 70% para todos os parâmetros, utilizando TRH de 27,5 minutos, ED de 2 centímetros e corrente elétrica de 1 A. A análise estatística apresentou um bom ajuste do modelo com coeficiente de determinação de R2 > 0,9. A condição ótima de operação foi observada em corrente elétrica de 1A, 27 minutos de TRH e 2 centímetros de distância do eletrodo, com remoções de 82,07, 86,86 e 70,82% de DQO, turbidez e cor aparente, respectivamente. Os ensaios simulados mostraram que tempos de eletrólise mais baixos podem ser utilizados, sem prejudicar a eficiência do tratamento. Portanto, a eletrocoagulação pode ser uma ferramenta potencial no tratamento de SLG.

Abstract This study evaluated the efficiency of electrocoagulation in removing chemical oxygen demand (COD), turbidity, and apparent color from the incineration effluent generated in a gas cleaning system (GCS). Modeling and optimization of the variables electric current (I), hydraulic retention time (HRT), and electrode distance (ED) were also performed in a batch reactor using iron electrodes. A 23 rotatable central composite design CCRD was used, with a total of 19 trials, with electric currents ranging from 1A and 5A, a retention time of the effluent in the reactor from 15 to 40 minutes, and electrode distance of 1 and 3 centimeters. An algorithm with the desirability function was created to optimize simultaneously the parameters studied. The treatment of GCS by electrocoagulation was satisfactory in removing turbidity, apparent color, and COD, with maximum removal efficiencies above 70% for all parameters, using HRT of 27.5 minutes, ED of 2 centimeters, and electric current of 1 A. The statistical analysis showed a good fit of the model, with a coefficient of determination of R2 > 0.9. The optimum operating condition was observed at 1A electric current, 27 minutes HRT, and 2 centimeters of electrode distance, with removals of 82.07, 86.86, and 70.82% of COD, turbidity, and apparent color, respectively. The simulated trials showed that lower electrolysis times can be used without impairing the treatment efficiency. Therefore, electrocoagulation may be a potential tool in the treatment of GCS.

Resumo A demanda por produção alimentícia traz consigo o aumento da geração de efluentes líquidos, que representa um grande problema para os frigoríficos, uma vez que tais efluentes contém alta carga orgânica, necessitando tratamento adequado para minimizar os impactos ambientais. Uma alternativa para resolver este problema é a aplicação da eletrocoagulação no tratamento de efluente anaeróbio de abatedouro e frigorífico de suínos, por ser uma técnica compacta e robusta. Foram analisadas as remoções de cor, DQO e turbidez, além do custo para o tratamento, sendo que para otimizar o processo utilizou-se a metodologia DCCR (delineamento composto central rotacional) com duas variáveis independentes: densidade de corrente elétrica e tempo, obtendo um fatorial completo 2² com 4 pontos axiais e 4 repetições no ponto central. As remoções mais expressivas foram de: 87%, 80% e 76%, para cor, DQO e turbidez, respectivamente, o menor custo obtido foi 0.12 US$.m-3. A análise estatística permitiu obter modelos matemáticos válidos para a remoção da cor e para o custo e, por meio da análise de desejabilidade, encontrou-se que para densidade de corrente de 8 mA.cm-2 e tempo de 20 minutos é possível maximizar a remoção da cor (84%) e minimizar o custo (0,21 US$.m-3).

Abstract The demand for food production brings with it the increase of effluent generation, which represents a great problem for slaughterhouses, since effluents contain higher organic load, requiring adequate treatment to decrease environmental impacts. This study examines an alternative to solve this problem: the application of electrocoagulation in the treatment of anaerobic slaughterhouse and packing plant effluents, as this promising technique is both compact and robust. The removal of color, COD and turbidity was analyzed, and the operational cost was calculated. To optimize the process, the CCRD (central composite rotatable design) methodology was used with two independent variables: electric current density and electrolysis time, obtaining a complete factorial of 2² with 4 axial points and 4 repetitions at the central point. The most expressive removals were: 87%, 80% and 76% for color, COD and turbidity, respectively, the lower operational cost obtained was 0.12 US$.m-3. The statistical analysis allowed obtaining valid mathematical models for color removal and cost and, through the analysis of desirability, it was found that for current density of 8 mA.cm-2 and time of 20 minutes it is possible to maximize color removal (84%) and minimize the cost (0.21 US$.m-3).

Resumo O objetivo desse trabalho foi avaliar a remoção de nitrogênio total kjeldahl (NTK) e fósforo total (P) através da eletrofloculação e otimizar as variáveis diferencial de potencial (ddp) e tempo de detenção hidráulica (TDH) em um reator batelada utilizando eletrodos de alumínio. O delineamento experimental utilizado foi o DCCR. A aplicação da técnica da eletrofloculação no tratamento de efluentes de matadouros e frigoríficos de suínos demonstrou ser eficiente no que tange a remoção de NTK e fósforo total obtendo-se eficiência máxima igual a 67,15% e 99%, respectivamente. O valor máximo de remoção de NTK foi encontrado no ensaio 12, onde as condições de tratamento foram de 30 minutos para o TDH e 20 volts para a ddp o que corresponde a 0,86 A de corrente elétrica e uma densidade de corrente igual a 17,2 mA cm-2. Para o P, o único ensaio que removeu abaixo de 99% foi o primeiro. Através das análises estatísticas, foi possível obter modelo matemático apenas para a remoção de NTK, entretanto o gráfico da superfície de resposta não apresentou uma faixa definida das melhores condições para as variáveis independentes, mas foi possível observar a tendência para melhor remoção, uma ampla faixa de ddp e valores acima de 30 minutos para o tempo de detenção.

Abstract This work evaluated the removal of total Kjeldahl nitrogen (TKN) and total phosphorus (P) through electrocoagulation and used aluminum electrodes to optimize the potential differential (pd) and hydraulic retention time (HRT) variables in a batch reactor. The experimental design used was Rotatable Central Composite Design (RCCD). The application of the electrocoagulation in the treatment of effluents from pig slaughterhouses and packing plants proved to be efficient in relation to the removal of TKN and total phosphorus, obtaining maximum efficiency equal to 67.15% and 99%, respectively. The maximum TKN removal value was found in Test 12, where treatment conditions were 30 minutes for HRT and 20 volts for pd, which corresponds to 0.86 A of electric current and a current density of 17.2 mA cm-2. For P, the only test that removed below 99% was the first. Through statistical analyses, it was only possible to obtain a mathematical model for TKN removal. While the response surface graph did not present a defined range of the best conditions for the independent variables, it was possible to observe the tendency for better removal, a wide range of pd and values over 30 minutes for retention time.

RESUMO Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho de uma estação de tratamento de esgoto através de cartas de controle de qualidade estatística da média móvel exponencialmente ponderada (MMEP). A estação de tratamento de esgoto estudada localiza-se no Município de Cascavel, Paraná, Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico (pH), sólidos sedimentáveis (SSed), sólidos suspensos totais (SST), demanda química de oxigênio (DQO) e a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). As cartas MMEP acusaram que estação de tratamento de esgoto apresentou bom desempenho estatístico para o pH, sólidos suspensos totais, DQO e DBO e falhas para os sólidos sedimentáveis. As cartas de controle MMEP se apresentam como uma boa alternativa no monitoramento de estações de tratamento de esgoto.

ABSTRACT This work was intended to assess the performance of a sewage treatment plant through letters of statistical quality control of exponentially weighted moving average. The sewage treatment plant is located in the municipality studied of Cascavel, Paraná, the parameters measured were the hydrogenionic potential (pH), settleable solids (SetS), total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD). The EWMA letters accused that sewage treatment station has good statistical performance for the pH, total suspended solids, COD and BOD and failures for settleable solids. The EWMA control letters are presented as a good alternative in monitoring of sewage treatment plants.

O presente estudo utilizou métodos estatísticos de controle de qualidade para avaliar o desempenho de uma estação de tratamento de esgoto doméstico. A estação de tratamento em questão localiza-se no município de Cascavel, no Estado do Paraná. Os parâmetros avaliados foram: potencial hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística deu-se através das cartas individuais de Shewhart e índices de capacidade do processo. Conforme as cartas de Shewhart, apenas a variável DBO5,20 apresentou-se sob controle estatístico. Através dos índices de capacidade do processo, observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto doméstico não é capaz de produzir efluente com características que cumpram as especificações ou padrões de lançamentos exigidos pela legislação ambiental.

The current study used statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment station. The concerned station is located in Cascavel city, Paraná State. The evaluated parameters were hydrogenionic potential, settleable solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand in five days. Statistical analysis was performed through Shewhart control charts and process capability ratio. According to Shewhart charts, only the BOD(5.20) variable was under statistical control. Through capability ratios, we observed that except for pH the sewage treatment station is not capable to produce effluents under characteristics that fulfill specifications or standard launching required by environmental legislation.

O objetivo deste estudo foi isolar microrganismos produtores de lipase e avaliar a eficiência de remoção de DQO no tratamento de soro de leite sob diferentes condições operacionais. Os microrganismos foram isolados a partir do soro de queijo e de um produto comercial,e foram selecionados os três microrganismos que obtiveram a melhor resposta no teste da atividade lipolítica, através do índice enzimático. Em seguida, inocularam-se os micro-organismos em amostras de soro de queijo esterilizado, para dois valores de pH (6,2 e 7,0), incubaram-se a 35 ºC e 150 rpm em shaker e mensuram-se em dois períodos de tempo (24 e 48 h) a atividade lipásica e a eficiência de remoção de DQO.Após a incubação, observou-se que os tratamentos apresentaram boa eficiência de remoção de DQO para o pré-tratamento,e o microrganismo (S1) isolado a partir do soro de queijo apresentou a maior produção de lipase. Com relação às variáveis pH e tempo, não houve efeito significativo entre os dois fatores avaliados. Entre todos os tratamentos aplicados, T2 (S1, pH 7,0 e 24 h) foi o que obteve maior produção enzimática (4,87 U mL-1).

The aim of this study was to isolate microorganisms that produce lipase and to assess the efficiency of COD removal intreatment of cheese whey under different operating conditions. The microorganisms were isolated from cheese whey and a commercial product; it was selectedthreemicroorganisms that obtained the best response to the lipolytic activity test through the enzyme index. Then, the microorganisms were inoculated in sterilized cheese whey samples, for two pH values (6.2 and 7.0), incubated at 35 °C and 150 rpm in shaker and the lipolityc activity and the efficiency of COD removal were measured in two time periods (24 and 48h). After incubation, it was observed that the treatments showed a good removal efficiency of COD for the pre-treatment and the isolated microorganism (S1) from the cheese whey showed the highest lipase production. Regarding the pH and time variables, there was not significant effect between the two evaluated factors. Among all treatments, T2 (S1, pH 7.0 and 24h) obtained more enzyme production (4.87 U mL-1).